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原文传递测量离聚物对局域传质阻力影响特征的方法

专利名称：	测量离聚物对局域传质阻力影响特征的方法
摘要：	本发明提供了一种测量离聚物对局域传质阻力影响特征的方法，制备具有不同离聚物含量的膜电极，将附有透气层的膜电极组装成燃料电池；检测所述燃料电池的极限电流；结合Faraday定律和Fick定律，通过极限电流ilim计算得出燃料电池的总传质阻力R0，根据总传质阻力R0和透气层传质阻力RTQC关系作图，求得催化层局域传质阻力RJY；做出RJY与离聚物/催化剂碳颗粒的质量比I/C的关系图。通过调节透气层的扩散特征，利用对法拉利Faraday定律和菲克Fick定律衍生方程的线性回归，测量得出催化层的局域传质阻力，实现了对不同离聚物状态下的局域传质阻力变化特性的研究。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	上海;31
申请人：	上海交通大学
发明人：	章俊良;王超;闫晓晖;沈水云;夏国锋;殷洁炜;程晓静;朱凤鹃
专利状态：	有效
申请日期：	2018-12-18T00:00:00+0800
发布日期：	2019-05-07T00:00:00+0800
申请号：	CN201811553801.5
公开号：	CN109725034A
代理机构：	上海汉声知识产权代理有限公司
代理人：	庄文莉
分类号：	G01N27/26(2006.01);G;G01;G01N;G01N27
申请人地址：	200240 上海市闵行区东川路800号
主权项：	1.一种测量离聚物对局域传质阻力影响特征的方法，其特征在于，包括以下步骤：制备步骤：制备具有不同离聚物含量的膜电极，并在膜电极的阴极催化层外侧负载透气层；组装步骤：将附有透气层的膜电极组装成燃料电池；检测步骤：检测所述燃料电池的极限电流；计算步骤：结合Faraday定律和Fick定律，通过极限电流ilim计算得出燃料电池的总传质阻力R0，根据总传质阻力R0和透气层传质阻力RTQC关系作图，求得催化层局域传质阻力RJY；分析步骤：做出催化层局域传质阻力RJY与离聚物/催化剂碳颗粒的质量比I/C的关系图。 2.根据权利要求1所述的测量离聚物对局域传质阻力影响特征的方法，其特征在于，所述燃料电池测试使用10通道的平行流场，所述平行流场的流道宽度、流道深度、流道长度分别为0.5mm、0.8mm、20mm。 3.根据权利要求1所述的测量离聚物对局域传质阻力影响特征的方法，其特征在于，所述燃料电池测试使用氧浓度4％以下、氧氮混合气75％以下相对湿度，以防止液态水的影响。 4.根据权利要求1所述的测量离聚物对局域传质阻力影响特征的方法，其特征在于，所述计算步骤中，电池的总传质阻力R0根据公式计算得出：其中，F是法拉第常数，CO2是空气中的氧气摩尔浓度，ilim是在特定的离聚物状态下测量电池的极限电流。 5.根据权利要求4所述的测量离聚物对局域传质阻力影响特征的方法，其特征在于，所述计算步骤中，所述根据R0和透气层传质阻力RTQC关系作图根据以下公式得出： R0＝RTQC+(RJY+RKSC+RLD) 其中，RKSC和RLD分别代表来自气体扩散层和流道的传质阻力，RTQC和RKSC由氧气传感器测量得出，RLD利用流体力学仿真方法得出。 6.根据权利要求1所述的测量离聚物对局域传质阻力影响特征的方法，其特征在于，所述膜电极是在阴极催化层与气体扩散层之间添加了具有微孔结构的导电透气层。 7.根据权利要求6所述的测量离聚物对局域传质阻力影响特征的方法，其特征在于，所述透气层与催化层均为微孔结构，透气层的传质阻力大于催化层的体相传质阻力。 8.根据权利要求6所述的测量离聚物对局域传质阻力影响特征的方法，其特征在于，所述透气层由粘合剂与导电基质构成，透气层的传质阻力由粘合剂含量、层厚度、导电基质的结构控制。 9.根据权利要求6所述的测量离聚物对局域传质阻力影响特征的方法，其特征在于，所述的阴极催化层的铂载量小于0.1mgPt cm-2，离聚物/催化剂碳颗粒的质量比I/C在0.5-1.0之间，以保证催化层中的局域传质阻力大于催化层内的体相传质阻力。
所属类别：	发明专利